Vera Rubin y la materia oscura

A finales de la década de 1970, la astrónoma Vera Rubin (1928-2016) se quedó desconcertada al analizar los resultados de sus observaciones de la Galaxia de Andrómeda en los laboratorios del Instituto Carnegie, en Washington. La gran espiral de la galaxia tenía una rotación extraña: las estrellas de los bordes se movían tan rápido como las del centro, lo que violaba las leyes del movimiento de Newton (que también regulan cómo los planetas giran alrededor del Sol). Ese resultado también contradecía la mecánica clásica, a no ser que hubiera algún tipo de materia que no pudiera ser vista. Rubin no lo sabía aún, pero había encontrado la primera evidencia de existencia de la materia oscura.

Se trata de una forma postulada de materia que no interactúa con la materia común, que no emite luz, y cuya presencia solo puede ser inferida a partir de los efectos gravitacionales que provoca sobre la materia visible, como estrellas, galaxias y aglomerados de galaxias. Casi cuatro décadas después de la observación de Rubin, los científicos saben que dicha materia conforma un 84% del Universo, aunque desconocen de qué está hecha. Sus partículas invisibles atraviesan todo el cosmos y ella afecta la forma en que las estrellas se mueven dentro de las galaxias, cómo las galaxias se atraen mutuamente, y cómo todo el Universo se agrupó en primer lugar.

La materia oscura fue propuesta como un concepto por astrónomos como Jan Oort, en 1932, y Fritz Zwicky, en 1933, quienes también notaron discrepancias en cuanto a la cantidad de masa que podían ver los astrónomos y la cantidad física que debería existir realmente, pero pocos prestaron atención a su trabajo, y su investigación fue considerada como poco más que rarezas cosmológicas. Fue Rubin quien se dio cuenta de que, si un halo de materia oscura adornaba cada galaxia, esa materia se extendería por toda la galaxia, en lugar de concentrarse en el centro. La fuerza de la gravedad y la velocidad orbital serían similares en todas partes.

Vera Rubin fue la única mujer graduada en astronomía en Vassar College en 1948. Crédito: Vassar College Library

Vera Rubin fue la única mujer graduada en astronomía en Vassar College en 1948. Crédito: Vassar College Library

Pocos años después de su hallazgo, físicos como Jeremiah Ostriker y James Peebles proporcionaron el marco teórico para respaldar el trabajo de Rubin y la materia asentó su célebre lugar en la ciencia. En 2013, el satélite Planck midió el contenido de materia oscura del universo al observar la radiación de fondo de microondas, la radiación que quedó del Big Bang y que llena todo el Universo. El resultado mostró que la materia oscura se agrupó primero y agregó la materia común, formando los aglomerados de galaxias. “Se trata de algo fundamental en nuestra concepción actual de la astrofísica”, comenta a OpenMind Emily Levesque, astrónoma en la Universidad de Washington.

En 2016, el Dark Energy Survey, liderado por el Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), de Estados Unidos, publicó un mapa con 26 millones de galaxias que presenta la distribución heterogénea de la materia oscura en una franja de miles de millones de años luz de extensión. El objetivo del análisis es buscar explicaciones para la expansión del Universo. “O él se expandirá continuamente o habrá materia suficiente para ralentizar esa. Cuando miramos hacia el espacio, vemos mucha materia, pero el Universo actúa como si hubiera más de lo que es experimentalmente observable, algo con una influencia gravitacional mayor de lo que podría esperarse”, explica Bruno Fernando Ferreira, astrónomo de la Universidad McKenzie, en Sao Paulo.

Un comienzo difícil y un final sin reconocimiento

A Vera Rubin le encantaba la ciencia desde niña, pero a medida que avanzaba en sus estudios se daba cuenta de que su gran pasión, la astrofísica, era un campo dominado por hombres. Fue la única mujer graduada en astronomía en Vassar College en 1948, y no pudo estudiar el doctorado en astronomía de Princeton simplemente porque la institución no aceptaba mujeres en esa época. Ella no desistió, sin embargo, y finalmente obtuvo el doctorado en la Universidad de Georgetown. Se convirtió, así, sin querer, en una luchadora por la presencia de las mujeres en la ciencia.

Rubin encontró la primera evidencia de existencia de la materia oscura. Crédito: Vassar College Library

Rubin encontró la primera evidencia de existencia de la materia oscura. Crédito: Vassar College Library

La discriminación de género no se limitó a sus primeros años de carrera. A pesar de décadas de trabajo y de la relevancia de su investigación y de sus descubrimientos, Rubin falleció el 25 de diciembre de 2016, a los 88 años, sin el Premio Nobel que sus compañeros creían que merecía. Ninguna mujer ha recibido el Nobel de Física desde 1963, cuando Maria Goeppert Mayer lo compartió con Eugene Wigner y J. Hans Jensen por su trabajo sobre estructura y teoría atómica. Y la única mujer antes de Mayer fue Marie Curie, en 1903.

En los últimos años de la científica, algunas de sus compañeras, como la astrofísica Chanda Prescod-Weinstein, hicieron una campaña para que ningún hombre aceptara el premio antes de que Rubin lo recibiera. “La existencia de la materia oscura ha cambiado radicalmente nuestro concepto del universo y todo su campo de estudios. El esfuerzo para entender su importancia ha generado diversos subcampos de investigación en astrofísica y en la física de partículas. Alfred Nobel afirmaba que el premio debería reconocer ‘el descubrimiento más importante’ en esa área. Si la materia oscura no se encaja en ese requisito, no sé qué se encajaría”, sostiene Emily Levesque.

La propia Rubin nunca se pronunció sobre sus méritos para recibir el galardón de la Academia Sueca. Ella simplemente continuó su trabajo científico hasta poco antes de fallecer. Su pasión era entender el Universo y, al hacerlo, cambió la comprensión de todos sobre él. Y en ciencia eso, por sí solo, ya es más importante que cualquier medalla.

Joana Oliveira

@joanaoliv